粘結指數測定儀常見問題及維護方法

1.煤質分析中的粘結指數測定與標準無煙煤的使用：

煙煤的粘結指數測定是將一定質量的試驗煤樣和無煙煤樣（我國以寧夏汝萁溝礦生產的無煙煤為標準煤樣），在規定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦塊在一定規格的轉鼓內進行強度檢驗，以焦塊的耐磨強度，即抗破壞力的大小來表示煤樣的粘結能力。粘結指數是判別煤的粘結性、結焦性的一個關鍵指標。

粘結指數是我國北京煤化所參考羅加指數測定原理提出的表征煙煤粘結性的一種指標。該指標的測定方法是按1:5或3:3的配比使煙煤和標準無煙煤混合后灼燒,測定其所得焦塊的強度。煙煤的粘結指數(GR.I)與R.I不同之點在于：

1.無煙煤的統一加工及選定；

2.標準無煙煤的粒度由R.I法的0.3--0.4毫米，改為GR.I法的0.1--0.2毫米,擴大強粘煤的測值范圍,同時由于無煙煤粒度與試驗用煙煤粒度相近,容易混勻,減少指標誤差,提高測定的重現性與穩定性；

3.在測定弱粘結性煤的粘結指數時,將無煙煤與煙煤的配比改為3:3,解決羅加法中對弱粘煤的測定不準的問題；

4.實現了機械攪拌，改善了試驗條件，減少了人為誤差；

5.將三次轉鼓試驗改為二次，并改變計算分式，簡化了操作。這些改進受到國內有關煤炭、冶金化驗單位的歡迎。GR.I法已被國內用于煤的分類,在擴大煉焦用煤范圍及煉焦配煤、焦炭質量預測。

2.攪拌均勻度與攪拌時間對粘結指數的影響：

粘結指數是煉焦工業一個很重要指標，它對指導煉焦配煤有很重要意義。粘結指數的測定受很多因素影響，其中攪拌容易對測定結果造成影響，影響也大。標準法測定粘結指數是將一定量的試驗煤樣與無煙煤在規定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦塊在一定規格的轉鼓內進行強度檢測，以焦塊的耐磨強度，即抗破壞力的大小來表示試驗煤樣的粘結能力，其實質是煤樣在受熱后煤顆粒之間或煤樣與惰性組分顆粒之間結合牢固程度的一種度量。

1、攪拌均度對粘結指數的影響

⑴標準法測定粘結指數中，測定結果除受煤階、顯微組分和還原程度內在因素的影響外，還受焦化溫度、焦化時間馬弗爐的回升速度、試樣粒度和放置時間、混合煤樣的均勻程度、轉鼓的轉速和時間、壓塊質量以及坩堝在馬弗爐中放置位置等因素有關。而其中混合煤樣攪拌均勻程度是試驗過程中容易對測定結果造成較大影響且不易掌握的關鍵步驟，標準中規定了對混合煤樣攪拌時坩堝及攪拌絲的傾角、轉動方向及轉速，但對怎樣攪拌沒有具體明確的規定。在試驗過程中，按照標準規定的方法測定粘結指數，先前對混合煤樣的攪拌采用的是圓形攪拌法，即攪拌時攪拌絲的圓環沿著坩堝壁與坩堝底相連接的部分運行，軌跡呈圓形，此攪拌方法與標準規定的攪拌方法大致相同。試驗后的焦塊大多數會有一個大小不一的坑隙，而粘結指數較低煤樣，由于試驗后的焦塊較小或在轉鼓作用力下形成幾塊焦塊，沒有發現坑隙，當采用3:3配比進行試驗后的焦塊，無論是單一焦塊或是多個焦塊均沒有發現坑隙。

對混合煤樣的攪拌采用橢圓形攪拌法，即攪拌時攪拌絲的圓環沿著坩堝壁與坩堝底相連接的部分及坩堝底直徑的中間部分運行，軌跡大致呈橢圓形，試驗中，用橢圓形攪拌方法所得轉鼓試驗后的焦塊無論粘結指數的大小均沒有發現坑隙。

用標樣和一定數量的分析煤樣分別用圓形攪拌法和橢圓形攪拌法對混合煤樣進行攪拌，并按標準規定的方法測得煤樣的粘結指數值和對應的焦塊，通過對兩種攪拌方法得出的結果和焦塊對比后發現：①用圓形攪拌法得出的結果比用橢圓形攪拌法得出的結果低。

⑵隨粘結指數的降低，用圓形攪拌法得出的結果比用橢圓形攪拌法得出的結果偏低的程度增大，且對應的焦塊上出現的坑隙也較大。

⑶用橢圓形攪拌法得出的標樣結果比用圓形攪拌法得出的結果再現性要好。用圓形攪拌法得出的結果與用橢圓形攪拌法得出的結果的偏離程度跟粘結指數的大小成何種關系尚論據不足，但通過分析總結可以得出，用橢圓形攪拌法比用圓形攪拌法攪拌混合煤樣的攪拌均度更高，所得出的檢測結果更準確、可靠，重復性和再現性也較好。其原因是當采用圓形攪拌法進行攪拌時，由于坩堝的直徑大于36mm，而攪拌絲的直徑是8mm，位于坩堝底中央的部分混合煤樣攪拌不到，使得這一部分混合煤樣攪拌不均勻或不夠均勻而降低了焦塊的耐磨強度，從而導致測定結果偏低，且煤樣的粘結指數越低，在相同的轉鼓作用力下，導致其焦塊耐磨強度降低的程度越大，越容易破壞。而對于粘結指數較高的煤樣，雖然位于坩堝底中央的部分混合煤樣攪拌也不均勻或不夠均勻，但由于其自身的粘結能力較強，焦化后呈熔融粘結狀態，不易破壞，并有銀白色光澤，所以圓形攪拌法對強粘結性的煤樣影響很小。在對混合煤樣進行攪拌時，由于坩堝傾角為45°左右，混合煤樣主要集中在坩堝底的下部分并隨坩堝轉動，用橢圓形攪拌法集中對混合煤樣進行攪拌，能使無煙煤和煤樣充分混合，攪拌均度更高，檢測所得出的結果更準確、可靠。重復測定中，前后測定保持一定的攪拌狀態，所得出的檢測結果重復性和再現性更好。

2、攪拌時間對粘結指數的影響

在粘結指數的測定中，對混合煤樣的攪拌時間也直接影響檢測結果的準確性，標準檢測法中規定攪拌時間為2min，就是要保證對混合煤樣的攪拌達到一定的均勻程度，即攪拌均度，而且攪拌時間對不同粘結指數的影響也是不同的。對一定數量的煤樣檢測時分別以2min和1min30s對混合煤樣進行攪拌，通過對檢測數據的對比及分析，攪拌時間對粘結指數的檢測結果有一定的影響，對粘結指數比較高的煤樣，攪拌時間為1min30s與攪拌時間為2min所得檢測結果相比較影響不大，對粘結指數相對較低的煤樣，攪拌1min30s所得檢測結果影響較大，且隨粘結指數的降低影響越顯著，所得檢測結果偏低程度增大。當采用3:3配比進行粘結指數的測定時，減少攪拌時間也會對檢測結果有同樣的影響。其原因是減少攪拌時間，使得對混合煤樣攪拌的均勻程度降低，降低了焦塊的耐磨強度，從而導致粘結指數的檢測結果偏低，且在相同的轉鼓作用力下，粘結指數越低的煤樣，其焦塊的耐磨強度受攪拌時間的影響越大，越容易破壞。在粘結指數的測定過程中，雖然適當減少攪拌時間對粘結性比較高的煤樣和3:3配比時試驗中粘結指數接近17的煤樣影響較小，但在實際試驗過程中，由于在測定之前不知道其結果，且現行粘結指數的標準測定法對強粘結性的煤的區分能力不足，因此測定時應嚴格按照標準規定的時間進行攪拌，以保證對混合煤樣的攪拌達到一定的均勻程度，測得更加準確、可靠的結果。總之，在粘結指數的測定中，測定結果受攪拌均度、焦化溫度、焦化時間、馬弗爐的回升速度等眾多因素的影響，且攪拌均度和攪拌時間對不同粘結性的煤樣的測定結果影響不同，而攪拌時間實質上是通過影響混合煤樣的攪拌均度而影響粘結指數的測定結果。對混合煤樣的攪拌是容易影響也是影響較大的一個關鍵步驟，也是該項測定中較難掌握的一個步驟。因此，在粘結指數測定，按照規定的時間，選擇適當的攪拌方法攪拌使混合煤樣達到一定的攪拌均度，從而測出更加準確、可靠的結果。同時在重復測定時，保持一定的攪拌狀態以得到更好的重復性和再現性。但攪拌均度和攪拌時間對不粘煤，即粘結指數為0的煤無意義。

3.粘結指數測定儀的試驗步驟及計算公式：

試驗步驟：

1 、先稱取5g無煙煤，再稱取1g試驗煤樣放入坩堝，重量稱準到0.001g。

2 、用攪拌絲將坩堝內的混合物攪拌2min。

攪拌方法是：

坩堝作45°左右傾斜，逆時針方向轉動，每分鐘約15r，攪拌絲按同樣傾角作順時針方向轉動，每分鐘約150r，攪拌時，攪拌絲的圓環接觸坩堝壁與底相連接的圓弧部分。經1min45s后，一邊繼續攪拌，一邊將坩堝與攪拌絲逐漸轉到垂直位置，約2min時，攪拌結束，亦可用達到同樣攪拌效果的機械裝置進行攪拌。在攪拌時，應防止煤樣外濺。

3、攪拌后，將坩堝壁上煤粉輕輕掃下，用攪拌絲輕輕將混合物撥平，沿坩堝壁的層面略低1mm~2mm，以便壓塊將混合物壓緊后，使煤樣表面處于同一平面。

4 、用鑷子加壓塊于坩堝中央，然后將其置于壓力器下壓30s，加壓時防止沖擊。

5 、加壓結束后，壓塊仍留在混合物上，加上坩堝蓋。注意從攪拌時開始，帶有混合物的坩堝，應輕拿輕放，避免受到撞擊與振動。

6、將帶蓋的坩堝放置在坩堝架中，用帶手柄的平鏟托起坩堝架，放入預先升溫到850℃的馬弗爐內的恒溫區。放入坩堝后的6min 內，爐溫應恢復到850℃，以后爐溫應保持在850±10℃。從放入坩堝開始計時，焦化15min，之后，將坩堝從馬弗爐中取出，放置冷卻到室溫。若不立即進行轉鼓試驗，則將坩堝放入干燥器中。馬弗爐溫度測量點，應在兩行坩堝中央。

7 、從冷卻后的坩堝中取出壓塊。當壓塊上附有焦屑時，應刷入坩堝內。稱量焦渣總重，然后將其放入轉鼓內，進行第一次轉鼓試驗，轉鼓試驗后的焦塊用1mm圓孔篩進行篩分，再稱量篩上部分重量，然后，將其放入轉鼓進行第二次轉鼓試驗，重復篩分、稱重操作。每次轉鼓試驗5min 即250r。重量都稱準到0.01g。

結果計算：

粘結指數(G)按式(1)計算:

G=10+(30m1+70m2)/m　

式中：m——焦化處理后焦渣總重，g；

m1——第一次轉鼓試驗后，篩上部分的重量，g;

m2——第二次轉鼓試驗后，篩上部分的重量，g。

計算結果取到小數第一位。

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